Polietileno de alto peso molecular: descrição, propriedades, aplicações

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Todos os dias, novos materiais obtidos por meios artificiais são introduzidos na esfera da atividade humana. Um deles é o polietileno de alto peso molecular, que se tornou um produto comercial desde a década de 1950, mas só agora está ganhando popularidade real.

Descrição

O polietileno de alto peso molecular é um tipo de etileno polimerizado termoplástico. Sua principal característica são cadeias moleculares muito longas. Eles são melhor percebidos e transmitem cargas, "compensando-as" com interações intermoleculares.

A aparência do material não é diferente de outros tipos de plástico. É inodoro, insípido, não tóxico. Pode ser dada qualquer cor pela introdução de cores. Ao mesmo tempo, possui um conjunto de propriedades que o diferencia de outros polímeros.

O polietileno de alto peso molecular é um material resistente com grande resistência ao impacto. Ele é capaz de suportartensões significativas. Não absorve umidade, razão pela qual não interage com a pele humana e é escorregadio. Além disso, possui alta resistência à abrasão (mais que o aço) e baixo coeficiente de atrito.

Propriedades do polietileno de alto peso molecular

Como já mencionado, a principal característica deste polímero de alto peso molecular são as longas cadeias moleculares. Além disso, eles são orientados na mesma direção. Eles estão localizados quase paralelos um ao outro. Isso explica a resistência do material.

Apesar do polietileno de alto peso molecular formar longas cadeias, a ligação entre as moléculas individuais é fraca. Esta figura é uma ordem de magnitude inferior à do Kevlar, que não é um material menos durável. Esse recurso faz com que o polímero não seja resistente ao calor - ele derrete a uma temperatura de 144 graus Celsius.

Este polietileno não contém ésteres, aminas ou grupos hidroxila que tornam os materiais suscetíveis a ambientes reativos e pesados. Graças a isso, a substância não está sujeita a água, umidade, reagentes agressivos, microorganismos e raios UV.

Principais métodos de reciclagem

Os requisitos segundo os quais o polietileno de alto peso molecular deve ser produzido, contém o GOST 16338-85. Segundo eles, a síntese do material é realizada pela ação de catalisadores de metaloceno no monômero - etileno. Para a produção direta de produtos, são utilizados os seguintes tipos principais de processamento:

1. Fiação de gel. Matéria-primamisturado com solvente. A massa resultante é forçada através dos orifícios para a água. Os filamentos resultantes são queimados em fornos durante a extração e remoção do solvente.
2. Prensagem a quente e sinterização. A massa pulverulenta é comprimida com grande força, obtendo-se assim um material homogêneo. Em seguida, é submetido a tratamento térmico - sinterização a uma temperatura de 150-200 graus.
3. Extrusão de êmbolo. A matéria-prima é derretida em uma massa homogênea, semelhante a borracha, e depois espremida através de bicos especiais.

A fiação em gel é a mais difundida. Afinal, é assim que se obtêm fibras de polietileno de alto peso molecular e grande resistência.

Uso Militar

As fibras, cuja produção é um polímero de alto peso molecular, são amplamente utilizadas para criar equipamentos de proteção individual, em particular coletes à prova de balas. Devido às propriedades das roscas como baixa gravidade específica e alta resistência ao escoamento (a proporção desses indicadores é 7-8 vezes maior que a do aço), a armadura é leve e resistente a balas, estilhaços e outros elementos prejudiciais.

A armadura corporal é feita de folhas obtidas pela aplicação de fibras umas sobre as outras em diferentes ângulos. Graças a esta tecnologia, surgem tecidos multiaxiais - um tipo especial de tecidos vítreos que suportam tensões em qualquer direção. Polietileno de alto peso molecular é usado para proteger o tronco, membros. Propriedadestecidos multiaxiais permitem a proteção de veículos blindados, bem como o uso de fibras para criar luvas resistentes a cortes.

Aplicações médicas

Na medicina, o polietileno de alto peso molecular é usado principalmente para criar implantes para a articulação do quadril e coluna vertebral, articulações do joelho. Foi usado pela primeira vez para esse fim em 1962. E desde então começou a dominar.

Material amplamente utilizado e modificado - malha ou polímero reticulado. É obtido descascando as fibras de polietileno de alto peso molecular com gama quanta ou elétrons, que costuram os fios. Depois disso, é exposto ao calor, o que reduz sua capacidade redox.

Fibras baseadas nesta matéria-prima também são usadas para sutura. A líder na produção desses produtos é a DSM, que abastece o mercado médico com fios de sutura denominados Dyneema Purity.

Uso Industrial

A chapa de polietileno de alto peso molecular, fornecida ao mercado fabril em tarugos planos de 2 cm de espessura, encontrou a maior aplicação na indústria. Janelas plásticas de classe prestígio, painéis de PVC e perfis de PVC de várias configurações são feitos em sua base.

Na engenharia mecânica para a produção de anéis de vedação, rolamentos, criação de peças operando em ambiente hidráulico ou oleoso, etambém em instalações pneumáticas com alta pressão de operação, o polietileno 1000 de alto peso molecular é mais utilizado - um dos principais tipos de polímero.